saluran terbuka

SALURAN TERBUKA

Kuliah Hidraulika

Wahyu Widiyanto

Pengertian

• Saluran terbuka: saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas.

Saluran terbuka

Saluran tertutup

Saluran tertutup di atas saluran terbuka

Jenis Saluran berdasar Pembuatannya

1. Saluran alam / natural channel

2. Saluran buatan / artificial channel

Saluran Alam

– Geometri saluran tidak teratur– Material saluran bervariasi – kekasaran

berubah-ubah– Lebih sulit memperoleh hasil yang akurat

dibandingkan dengan analisis aliran saluran buatan.

– Perlu pembatasan masalah, bila tidak analisis menjadi lebih kompleks (misal erosi dan sedimen)

Saluran Buatan

– Dibuat oleh manusia– Contoh: Saluran irigasi, kanal, saluran

pelimpah, selokan, gorong-gorong dll– Umumnya memiliki geometri saluran yang

tetap (tidak menyempit/melebar)– Dibangun menggunakan beton, semen, besi– Memiliki kekasaran yang dapat ditentukan– Analisis saluran yang telah ditentukan

memberikan hasil yang relatif akurat

Saluran Alam (Natural)

Saluran Buatan (Artificial)

Kecepatan Aliran

• Kecepatan aliran (V) merupakan parameter yang penting dalam analisis aliran atau perancangan saluran.

• Kecepatan aliran akan menentukan jenis aliran apakah termasuk aliran:– Laminer, transisi atau turbulen– Subkritis, kritis, atau superkritis

• Bergantung banyak faktor antara lain– Bentuk saluran– Kekasaran dinding saluran– Debit aliran

• Kecepatan minimum terjadi di dekat dinding batas, membesar dengan jarak menuju permukaan

• Pada saluran dengan lebar 5-10 kali kedalaman, distribusi kecepatan di sekitar bagian tengah saluran adalah sama.

• Dalam praktek saluran dianggap sangat lebar bila lebar > 10 x kedalaman

Distribusi Kecepatan Aliran

2,52,0

1.0

2,52,0

1.02,52,0

1.0

Pengukuran kecepatan aliran

• Menggunakan current meter– Baling-baling yang berputar karena adanya aliran– Menggunakan hubungan antara kecepatan sudut dan

kecepatan aliran

• Semakin banyak titik pengukuran semakin baik• Untuk keperluan praktis kecepatan rata-rata diukur

– pada 0,6 kali kedalaman dari muka air– rerata kecepatan pada 0,2 dan 0,8 kali kedalaman– 0,8-0,95 kecepatan di permukaan (biasa diambil 0,85)Kecepatan maksimum terjadi pada antara 0,75-0,95 kali

kedalaman

Prinsip pengukuran dan hitungan debit suatu saluran

Distribusi kecepatan berdasar kedalaman

Free surface flow One dimensional model

Geometri Saluran

• Kedalaman (y) - depth• Ketinggian di atas datum (z) - stage• Luas penampang A (area – cross section area)• Keliling basah (P) – wetted perimeter• Lebar permukaan (B) – surface perimeter• Jari-jari hidrolis – (A/P) – rasio luas terhadap keliling

basah• Rata-rata kedalaman hidrolis (D) – rasio luas

terhadap lebar permukaan• Kemiringan saluran (So)

Persamaan untuk saluran persegipanjang, trapezoidal, dan lingkaran

X=1/m,

Contoh

1,5 m 1,5 m 1,5 m

5,0 m 3,0 m 3,0 m

1,5

1

Hitunglah jari-jari hidraulik dari saluran dengan tampang lintang berikut ini:

Penyelesaian

a) Luas tampang A = b h = 5,0 x 1,5 = 7,5 m2

Keliling basah P = b + 2h = 5,0 + 2 x 1,5 =8 m

Jari-jari hidraulik R =

b) Luas tampang A = [B+(B+2mh)]0,5h

= [3+(3+2x1,5x1,5)]0,5x1,5 = (5+1x1)1 = 6 m2

Keliling basah : P = B + 2h = 5,0 + 2x1= 7,8284 m Jari-jari hidraulis : R = = 0,7664 m

8

5,7

P

A

8284,7

0,6

P

A